考虑水文变异的河道生态径流研究

采用Mann-kendall等多种突变检验方法对广西澄碧河流域坝首和平塘两水文站径流序列进行突变综合检测,并用逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法分别研究变异前和变异后的河道内最小生态径流和适宜生态径流情况。结果表明,变异后最小生态径流总体小于变异前,丰水期时段变异前适宜生态流量普遍小于变异后,平水期变化不明显,枯水期时段变异前适宜生态流量普遍大于变异后;坝首及平塘适宜生态径流满足率枯水期平均下降分别为10.8%和7.5%,丰水期则平均上升分别为3.7%和5.8%,平水期无明显变化。     

马莲河生态径流的确定

应用遂月最小生态径流量计算法及逐月频率计算法计算马莲河流域最小生态径流及适宜生态径流,并用Tennant法进行评价分析,得出马莲河年生态径流量为1．44亿-3．93亿m^3。     

罗敷河流域径流演变特征及最小生态流量保障程度研究

基于罗敷河罗敷堡水文站1956年～2015年逐月实测径流资料,选取集中度C_d、不均匀系数C_u分析径流年内分配不均匀程度,借助Mann-Kendall法、R/S分析法研究径流突变、趋势和持续性特征;依据逐月最小值法和Tennant法评价,确定了河流最小生态流量,并分析了突变前后河流最小生态流量保证程度、对未来保证最小生态流量进行了探讨。结果表明,未来一段时间罗敷河径流处于偏枯期,且径流分配不均匀性长期存在,这意味着水生生物生存环境逐渐恶化,不利于河道生态的健康发展。     

考虑水文变异的漾弓江干流生态流量计算

气候和人类活动改变了河道径流的一致性,因此考虑水文变异的河流生态流量计算对保护河流生态系统具有现实意义。以云南省漾弓江为例,采用4种时间序列检验法对三义断面和金河断面1959～2019年径流序列进行突变检验,利用平水年逐月最小生态径流法和逐月频率年内展布法计算不同时期的生态流量,并用改进的Tennant法进行评价。结果表明：变异年份确定为1997年和2011年,计算得到两断面在天然状态、次天然状态、现状和不考虑水文变异条件下最小和适宜的生态流量,次天然状态的生态流量更利好河流生态系统,现状河流生态系统遭到了一定的破坏,不考虑变异的生态径流过程与天然状态接近。生态流量的确定应更多考虑天然状态的生态径流过程并参考次天然状态。最后提出了2020～2030年漾弓江生态流量保障工作目标及建议。     

河流生态径流量常用计算方法的对比

在河流生态径流计算的诸多方法中,选取了水文指标法中的几种常用方法进行评价,其中逐月最小生态径流计算法计算的是河流的最小生态径流、逐月频率计算法确定的是河流的适宜生态径流.对于后者,通过对各种不同保证率选取方法的对比,认为取均一的50%保证率和丰水期取用多年平均流量、枯水期取80%保证率、平水期取50%保证率的方法都较为合理.     

基于水文学法的海南省三大江生态需水量研究

海南省作为中国第一个生态示范省,例行"生态立省"原则,为深入推进海南生态文明建设、保护河流生态,对海南省三大江开展生态需水量研究具有重要的理论意义。以三大江流域7个主要水文站点的实测月流量长序列资料为基础,分别采用最小月平均流量法、7Q10法、逐月最小生态径流计算法及逐月频率计算法进行生态流量计算,通过对计算成果的分析与对比,并引入Tennant法进行检验,结果表明逐月最小生态径流计算法与逐月频率计算法的计算结果分别最符合最小生态流量与适宜生态流量的要求。推算得到三大江流域的最小生态需水量与适宜生态需水量,为流域水资源优化配置与规划调度提供科学依据。     

水库调度对大坝下游河道生态径流的影响

采用逐月频率计算法,分别计算水库修建前后河道生态径流,并对其变化情况进行比较,确定水库调度是否符合河道生态径流的要求。根据襄阳站水文资料对丹江口水库的调度进行分析,结果表明:丹江口水库目前的调度方式对汉江流域生态系统的影响比较大,提出了减小丹江口水库调度对汉江生态系统影响的措施:为减少这种影响,应以建坝前的最大、最小和适宜生态径流过程为准,对现有的调度规程进行适当修改,使以后运行的最小生态径流不小于建坝前的最小生态径流,最大生态径流不大于建坝前的最大生态径流过程,减小水库对生态系统的影响。     

小水电生态径流计算数据预处理方法

传统水文学法计算是利用历史水文资料计算生态径流。小水电的径流量数量级一般较小,直接利用水文学法计算,部分误差较大的历史数据及极限水文年的水文数据会造成计算结果大幅度偏差,给河流生态带来灾难性的破坏,因此需要将这两部分数据筛选并替换。通过线性回归方法对历史水文资料进行预筛选并用线性回归值代替不可信数值点可提高小水电生态径流计算的合理性。通过实例计算,并与最小月均径流过程、河道基本需水年内展布法、逐月频率计算法的计算结果作对比,得到的年内生态径流推荐值可以获得更加平滑的曲线,在削弱极限水情影响方面有着显著的作用,且更加适用于小水电。图6幅,表1个。     

大夏河流域生态流量目标确定及保障措施分析

生态流量是保障流域生态系统健康的重要因素。为确定适合于大夏河的生态流量目标值,文章利用夏河水文站、双城水文站和折桥水文站1979—2016实测径流数据,采用水文学法中的Qp法、Tennant法计算、7Q10法、逐月最小生态径流计算法、流量历时曲线法共5种方法计算对比,结合径流特性分析与生态流量满足程度分析,最终采用逐月最小生态径流计算法计算的结果,以期为大夏河流域统筹生产、生活、生态用水与生态修复提供参考。     

径流变异对滹沱河流域水库生态调度的影响

分析了滹沱河中上游径流变异情况并计算了河道生态流量,通过构建岗南-黄壁庄梯级水库供水及生态多目标优化调度模型,并采用NSGA-Ⅱ求解多种情景方案,探求入库径流变异对水库生态调度的影响。研究结果表明：小觉站和平山站径流分别在1983年和1979年发生变异,流域径流整体呈显著下降趋势;利用频率众值法、Tennant法和年内展布法计算的河道理想、适宜及最小生态流量对应的年生态需水量分别为9.85亿、5.85亿、3.23亿m³;农业灌溉及生态需水缺水率随来水频率的增大而显著增大;入库径流下降趋势显著且发生变异,致使变异后不同水平年水库调度的供水保证率均有所降低;农业灌溉需水和生态需水矛盾显著,枯水年农业灌溉供水率降低4%可提高12%的生态供水率。     

三峡水库生态径流及其生态调度研究

根据三峡水库宜昌站1950年~2002年逐日流量资料,在改进Tennant法和逐月频率综合法的基础上,结合次最小(大)值法、河道湿周法和RVA法,分别计算了宜昌站最小、适宜、最大生态径流和适宜生态径流阈值,借助遗传算法,建立了三峡水库生态调度模型,分析了不同水平年下的三峡水库生态调度结果,并针对四大家鱼和中华鲟开展了生态调度研究,可为三峡水库后续制定科学合理的运行调度方案,以及合理开发长江水资源,保护河流健康提供参考。     

水利工程影响下的河流生态径流及其调度管理研究

河流生态需水是维持河流健康的基本条件,是按生态水文节律形成具有时空和能量特性的径流过程。从研究河流生态系统特性和河流生态水文节律入手,构建河流标准生态径流（最小生态径流、适宜生态径流、最大生态径流、生态洪水脉冲）体系并分析其内涵,组成能反映河流生态系统需水的流量管理系统等级。在此基础上,提出了河流生态用水预警制度和流量危机管理机制,探讨保障生态用水安全的调度和管理模式。以长江流域中下游为例进行了实例研究。     

几种河川径流序列突变检验方法的对比

水文序列变异的诊断方法众多,各种方法所得突变结果不尽相同。为避免单种方法检测的不确定性,通过研究比较6种常用突变检验方法,以黄河上游三条代表性河流的河川径流序列变异为案例,对上述方法的基本原理、假设条件和成果合理性进行实证性对比研究,基于此提出突变检验的建议方案。曲线直观类方法适于突变时间范围的勾勒,变异年份须借助统计方法检验;参数统计法与非参数秩检验法各有优点,为避免同类方法的重复,建议各选其一用于突变检测和成果对比;宜严格控制显著性水平检验,当两个或两个以上的检测结果较一致才能议为可信的突变结果。实证研究表明,黄河上游黑河和白河径流序列(1985—2015年)的突变均发生在1993年,洮河径流序列(1956—2015年)的突变年份发生在1991年。研究属多种方法应用于水文序列突变检验的有效范例,可为突变检验相关理论体系的完善和方法的创新提供参考。     

变化环境对潮河下游径流一致性的影响

水文分析要求径流资料的时间序列一致性,但变化的环境破坏了径流序列的稳定一致性变化规律。在气候变化和频繁的人类活动的影响下(水利工程建设、植被覆盖改变和城市化建设等),流域的下垫面条件和产流物理机制发生了明显变化,导致径流序列出现变异情况,不能满足频率计算分析水文时间序列一致性的要求和同分布的假定。应用Mann-Kendall非参数秩次检验法、Pettitt检验法、方差分析法对潮河流域下游下会站1976年-2012年的年、月径流和降水时间序列的趋势成分、突变成分、周期成分和随机成分分别进行了检验和识别,并通过对比分析降雨和径流时间序列的成分,推断出气候变化和人类活动对潮河流域下游降水和径流演变过程的影响。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

河道生态基流量的新年内展布计算法

为最大限度地满足河流的季节性生态水文需求,提出用于计算河道生态基流量的新年内展布计算法。该方法以河流天然径流数据为输入,在剔除各月径流量极值的基础上,以汛期、非汛期两时段量化"时段同期均值比",并结合多年平均月径流过程、最小月平均径流过程,计算河道生态基流量。太子河流域南甸站、本溪站的计算结果显示,新年内展布计算法得出的生态基流过程较其他方法在形态上与各月多年平均径流过程更为相似,其水量不仅符合河流对径流的季节性动态需求,而且有利于河流生态环境的可持续发展。     

人类活动对晋江流域径流演变影响的分析与定量评估

为了进一步探讨人类活动对流域径流演变特征的影响,以东南沿海晋江流域为例,基于1960年-2010年逐月径流、降水数据,应用Mann-Kendall趋势分析法、差积曲线-秩检验法和小波分析等方法,分析了径流的变化趋势、突变和周期;利用SCRCQ方法定量估算了气候变化和人类活动对石砻水文站年径流及年内分配特征变化的贡献率。结果表明:在跨流域调水和山美水库调蓄等人类活动影响下,石砻水文站年径流上升趋势较不受水库影响的安溪水文站明显,年内径流变化幅度更趋于平稳。径流序列主要存在6~7a、11~12a和20~21a左右三个时间尺度的周期变化,与流域年降水周期变化基本保持一致,但20世纪80年代后石砻站周期变化与流域降水周期变化出现微弱差别。石砻站年径流序列在1982年发生变异,而安溪站年径流序列未发现明显变异;变异期内,以山美水库为主的人类活动对石砻站年径流、年内不均匀系数和集中度变化的贡献率分别为67.17%、84.76%和71.16%。     

浑江通化段河道内生态需水研究

随着社会经济的发展,人与自然的冲突加剧,生态环境问题日益突出,水与生态系统研究成为普遍关注的热点。以浑江通化段为例,基于通化站2008~2012年5a实测逐日流量资料,运用次最小(大)值、频率排位法和四种适宜生态径流计算方法分别计算研究区河道逐月最小(大)生态需水量和适宜生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行评价和对比。结果表明,次最小值法适合研究区最小生态需水计算,频率配位法适合研究区最大生态需水量的计算,改进后的适宜生态径流计算结果更适合适宜生态需水计算。     

大凌河中游段生态需水量计算研究

为计算维持大凌河中游河道生态平衡所需水量,运用大凌河中游段朝阳站以及大城子站1970-2013年实测流量资料,运用最小生态径流法和适宜生态径流法计算大凌河中游段最小和适宜生态需水量,并采用国外Tennant法对计算结果进行了评价,研究结果表明,采用平水期取75%、枯水期取80%,丰水期取45%的保证率下的适宜生态径流作为大凌河中游适宜生态需水,将使得大凌河中游段生态环境到达一个极佳状态,有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。研究成果对于大凌河中游段生态保护和生态治理提供重要参考价值。     

洮河流域水沙特性分析

分析研究河流水文特性,是开发利用流域水资源、防沙治沙、搞好水土保持的主要前提工作。通过对洮河干流主要控制站碌曲、岷县、李家村、红旗水文站水沙资料的统计分析,对洮河水沙量的历年变化及分布、径流量和输沙量的年际变化和年内分配以及水沙变化的原因分析得出:由于洮河流域的降水减少和人类活动的影响,导致洮河水量和输沙量减少。洮河的泥沙主要来源于李家村水文站以下区段。